KR100746334B1 - 열 및 기계적 특성이 개선된 플립칩 접속용 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에폭시기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지를 구성하는 상기 에폭시기와 경화제의 반응을 통해 형성된 3차원 망목구조를 가지는 물성개선층을 포함하는 플립칩 접속용 필름 및 이의 제조방법을 제공한다. 이에 의하면 전기적 접속을 저하함이 없이 기존 대비 열-기계적 물성의 개선이 가능하다.

플립칩, NCF, ACF, 다관능성 에폭시

Description

열 및 기계적 특성이 개선된 플립칩 접속용 필름{Film for Flip Chip Interconnection with Improved Heat and Mechanical Properties}

도 1은 반도체 패키지 중 종래의 일반적인 비전도성 필름(NCF, 1a) 및 이방성 전도성 필름(ACF, 1b)을 이용한 플립칩의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 종래의 일반적인 비전도성 필름(2a) 및 이방성 전도성 필름(2b)의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 일반적인 비스페놀 A형 에폭시의 화학구조식을 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따른 상부에 접착성 증진층이 구비된 비전도성 필름(5a)과 이방성 전도성 필름(5b)의 구조도를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 따른 접착성 증진층이 형성된 비전도성 필름(6a) 및 이방성 전도성 필름(6b)을 이용한 플립칩의 구조도를 나타낸다.

도 6은 온도에 따른 NCF/ACF의 치수변화 값을 나타내는 그래프이다.

도 7은 온도에 따른 NCF/ACF의 모듈러스 값을 나타내는 그래프이다.

도 8은 온도에 따른 NCF/ACF의 손실 탄젠트 값을 나타낸다.

도 9는 NCF/ACF을 이용한 비솔더형 플립칩 접속 후 열-싸이클 신뢰성 시험을 거친 테스트 시편들의 결과를 나타낸다.

도 10은 NCF/ACF를 이용한 비솔더형 플립칩 접속 후 테스트 칩과 테스트 NCF/ACF 사이에서의 초기 접착력 값을 나타낸다.

본 발명은 플립칩 접속용 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적 접속을 저하함이 없이 기존 대비 열-기계적 물성의 개선이 가능한 플립칩 접속용 비전도성 필름 및 이방성 전도성 필름에 관한 것이다.

전자 패키지의 주된 기능은 반도체 소자에서 부터 최종 제품에 이르기까지의 시스템 내부의 모든 미세 전자 칩들과 여러 소자들 간의 전기적, 기계적인 접속을 제공하고 파워를 전달하며 열이나 외부 환경으로부터 시스템 전체를 보호하는 데 있다. 차세대 전자 패키지는 극소형, 고밀도, 저전력, 다기능, 초고속 정보 처리, 영구적 신뢰성, 저렴한 가격 등을 요구하는데 전자파 장해, 고난도 연결기술, 고난도 공정, 열관리, 다양한 요구조건 등 개선되어야 할 문제점들도 많은 것이 사실이다. 차세대 전자 패키지 기술을 발전시킬 기술적 방안으로는 MCM(Multi-chip module), CSP(Chip scale package), BGA(Ball grid array), 플립칩, 마이크로 바이어 테크놀로지, SOC(System on chip), SIP(System in package) 등이 제시되고 있으며 그 중 플립칩 기술은 현재 스마트 카드, LCD, PDP 등의 디스플레이 패키징, 컴 퓨터, 휴대용 전화기, 통신 시스템 등에 그 활용 범위를 넓혀 가고 있다.

기존의 납과 무연 솔더를 이용한 플립칩 기술의 경우 금속의 산화 방지를 위한 플럭스 도포, 칩과 기판의 배열, 솔더 리플로우, 플럭스 제거, 칩과 기판사이의 열팽창계수 차이에 의한 연결부분 손상을 막기 위한 언더필 도포, 언더필 경화 등의 복잡한 공정을 거치며 이로 인한 가격 상승과 시간적 손실이 생기며, 납을 이용한 솔더의 경우에는 환경규제에 따른 문제점도 발생하고 있다. 또한 고밀도를 위한 I/O(Input/Output) 단자들 사이의 극미세 피치도 달성하기 어려운 점이 있다.

최근에는 솔더를 통한 플립칩 기술의 어려움을 극복하고자 플럭스와 언더필 기능을 동시에 만족시킬 수 있는 폴리머로 구성된 접착제를 통한 플립칩 기술 연구가 활발히 진행되고 있다. 솔더 플립칩 공정에 비해 NCF/ACF를 이용한 비솔더 형 플립칩 접속 기술의 경우 플럭스와 언더필 등의 추가적인 공정 없이 접속기술을 완성시킬 수 있기 때문에 비용적인 문제에서 큰 장점을 가질 수 있으며, 플럭스, 납 등 환경문제를 유발시킬 수 있는 물질을 사용하지 않기 때문에 친환경적인 공정이 가능하다. 또한 솔더형 플립칩의 경우 솔더 리플로우(reflow) 공정을 거쳐야 하기 때문에 200 ℃ 이상의 공정 온도를 요하는 것에 비해 NCF/ACF를 이용한 플립칩 기술은 NCF/ACF를 구성하는 열경화성 수지의 경화 온도인 150~180 ℃의 온도 범위 내에서 공정이 가능하기 때문에 상대적으로 공정온도를 크게 낮출 수 있는 장점이 있다. 솔더 플립칩의 경우 100 ㎛ 이하의 미세피치 구조는 형성하기 힘든 반면, 3~5 ㎛의 도전 입자가 포함되어 칩 범프와 기판 패드를 연결하는 ACF 혹은 별도의 도전 입자 없이 열경화성 수지의 경화반응 만으로 범프와 기판 패드를 연결시킬 수 있는 NCF를 이용한 비솔더 형 플립칩 접속 기술의 경우 50 ㎛ 이하의 극미세피치 접속이 가능하다는 큰 장점을 갖는다. 현재 비솔더 형 플립칩 기술 중 NCF/ACF 의 경우 위와 같은 여러 가지 장점으로 인해 물질 특성 연구와 응용 기술 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 NCF/ACF를 이용한 비솔더 형 플립칩의 일반적인 형태(도 1참조)는 실리콘(Si)과 같이 열팽창계수(2~3 ppm/℃ 정도)가 상당히 작은 칩을 상대적으로 높은 열팽창계수를 갖는 FR-4, 유리 등 여러 종류의 기판 위에 실장을 하기 때문에 열팽창계수 차이에 의한 열적 응력 및 열적 변형량 차이에 의해 열 사이클과 같은 신뢰성 시험을 거칠 경우 열에 의한 안정적인 신뢰성을 확보할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 극복하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 전기적 접속을 저하함이 없이 기존 대비 열-기계적 물성의 개선이 가능하며, 특히 유리전이 온도가 높고, 유리전이 온도 이상의 고온 영역에서 낮은 열팽창계수를 가지며, 고온 영역에서도 상당히 높은 모듈러스 값을 가지는 플립칩 접속용 필름 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 에폭시기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지를 구성하는 상기 에폭시기와 경화제의 반응을 통해 형성된 3차원 망목구조를 가지는 물성개선층을 포함하는 플립칩 접속용 필름을 제공한다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름은 필름내에 분산된 도전 입자를 더 포함하는 플립칩 접속용 필름을 제공한다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름은 다관능성 에폭시기가 노볼락형 에폭시 또는 글리시딜 아민형 에폭시인 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름은 상기 물성개선층 위에 접착성 증진층이 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름은 접착성 증진층이 칩 및 다관능성 에폭시와의 계면접착특성이 좋은 열경화성 폴리머를 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름은 물성개선층이 10 ~ 50㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름은 접착성 증진층이 1 ~ 10㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 플립칩 접속용 필름을 제조하기 위하여, 이형지 위에 접착성 증진층을 도포하는 단계; 상기 접착성 증진층 위에 에폭시기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지, 경화제를 포함하는 혼합 레진을 도포하는 단계; 및 상기 레진에 함유된 용매를 제거하는 단계를 포함하는 플립칩 접속용 필름의 제조방법을 제공한다.

상기 본 발명에 의한 플립칩 접속용 필름의 제조방법은 혼합 레진이 도전 입자를 더 포함하는 필름의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 반도체 패키지 중 종래의 일반적인 비전도성 필름(NCF, 1a) 및 이방성 전도성 필름(ACF, 1b)을 이용한 플립칩의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 일반적인 비전도성 필름(2a) 및 이방성 전도성 필름(2b)의 구조를 나타낸 단면도이다.

본 발명은 플립칩 접속용 비전도성 필름 (2a) 내지는 이방성 전도성 필름 (2b)에 주성분으로 사용되어지는 열경화성 수지로서, 다관능성, 보다 구체적으로는 관능기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지를 사용하는 것에 종래 기술과 차별화되는 특징을 가진다.

일반적으로 플립칩 접속용 필름(2a,2b)은 에폭시기와 소정의 경화제를 반응시켜 얻어지는 3차원 망목구조를 가지는 필름으로서 사용되어진다. 이와 같은 3차원 망목구조가 조밀할수록 경화된 필름의 열 및 기계적 물성은 현저히 개선되어지며, 플립칩 접속구조의 신뢰성에 큰 영향을 미치게 된다.

본 발명에서 사용되는 관능기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지를 열경화성 수지로 사용한 NCF/ACF의 경우 도 3에 도시된 바와 같은 일반적인 이관능성 비스페놀 A형 에폭시를 사용한 NCF/ACF에 비해 경화반응에 참여하는 에폭시 반응기가 많아 조밀한 망목구조 형성을 이룰 수 있었고 이와 동시에 높은 유리전이온도, 낮은 열팽창계수, 고온에서의 높은 모듈러스 등의 우수한 고온 안정성을 얻을 수 있 다.

본 발명에 따른 다관능성 에폭시 수지를 주성분으로 하는 플립칩 접속용 필름은 열 및 기계적 특성, 특히 유리전이 온도가 높고, 유리전이 온도 이상의 고온 영역에서 낮은 열팽창계수를 가지며, 고온 영역에서도 상당히 높은 모듈러스 값을 가진다.

이러한 요구조건을 만족시키는 다관능성 에폭시 수지의 예를 들면, 노볼락(Novolac) 형 에폭시를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 비스페놀 A 노볼락형 에폭시, 크레졸 노볼락형 에폭시 등을 들 수 있다. 또한 상기 노볼락 형 에폭시 이외에도 글리시딜 아민형 에폭시를 들 수 있으며, 이외에 현재 시판되는 어떠한 제품도 열 및 기계적 물성을 개선시킬 수 있다면 본 발명에 사용되어질 수 있다.

상기 본 발명에 따른 다관능성 에폭시 수지를 이용하는 경우 물성개선을 위한 무기입자를 사용하지 않으므로 비용의 절감 뿐만 아니라 공정을 최소화하는 것이 가능해진다.

이방성 전도성 필름의 경우 상기 다관능성 에폭시 수지와 함께 소정의 도전입자를 더 포함하게 된다. 이러한 도전입자들은 필름내에 고루 분산되어지며, 칩의 범프와 기판의 패드사이에서 전기적 접속을 수행한다. 본 발명에 사용가능한 도전입자의 종류는 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 종래 이방성 전도성 필름에 적용하여오던 공지된 어떠한 도전입자, 예를 들어 직경 3 ~ 5㎛의 폴리머 볼 위에 Ni/Au 층이 도금되어 있는 도전입자 혹은 Ni 입자 등이 사용되어질 수 있다. 도전입자는 특별한 한정을 요하지는 아니하며, 전체 필름의 중량 대비 5 ~ 10 중량％ 정도 첨가되어질 수 있다.

본 발명에서 제시한 다관능성 에폭시 수지를 이용한 NCF/ACF의 경우 플립칩 접속 후 칩과 NCF/ACF의 계면 사이에서의 초기 접착력 값이 이관능성 에폭시 수지를 사용한 종래 NCF/ACF에 비해 상대적으로 작을 수 있음을 확인하였다(도 10 참조, 여기서 conventional NCF/ACF은 종래 NCF/ACF을 나타내고, modified NCF/ACF1 및 NCF/ACF 2는 각각 본 발명에 따른 NCF/ACF들이며, doubled layered NCF/ACF1, 2는 상기 본 발명에 따른 NCF/ACF들에 접착성 증진층이 형성된 NCF/ACF들을 의미한다). 따라서, 본 발명에 따른 플립칩 접속용 필름은 상면에 접착성 증진층을 더 구비하는 것이 바람직하다.

도 4a와 도 4b는 본 발명에서 제시한 제조 공정을 통해 제조된 열-기계적 물성 향상 폴리머 층과 얇은 접착성 증진층으로 이루어진 신뢰성 향상을 위해 제조된 NCF/ACF의 모식도를 나타낸다. 접착성 증진층은 칩과의 계면에서 접착력이 우수하고 습기 침투에 강하며, 열 및 기계적 물성의 향상을 이루는 다관능성 에폭시(또는 "물성개선층"이라고도 한다)와의 계면 접착특성이 우수한 열경화성 폴리머를 주성분으로 할 수 있다. 상기 접착성 증진층에 사용가능한 열경화성 수지의 구체적인 예로는 비스페놀 A 에폭시의 다이글리시딜 에테르 화합물 등이 있다.

상기 접착성 증진층으로 사용되는 구성 물질들은 물성개선층에 비해 유리전이온도, 고온 모듈러스, 열팽창계수 등의 물성들이 상대적으로 좋지 못한 경우가 있다. 이러한 문제는 필름의 제조 시에 접착성 증진층과 물성개선층의 두께를 원하는 만큼 조절하는 것에 의해 제어가 가능하고, 이에 의해 NCF/ACF 소재의 최종 물 성을 예측하는 것도 가능하다.

상기 물성개선층과 접착성 증진층의 두께는 특별한 한정을 요하지는 아니하나, 바람직하게는 상기 물성개선층의 두께는 10 ~ 50 ㎛ 정도이고, 접착성 증진층의 두께는 1 ~ 10 ㎛ 정도이다. 접착성 증진층과 물성개선층의 두께를 조절함으로써 전체 필름(NCF/ACF)의 열 및 기계적 물성을 제어하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 플립칩 접속용 필름의 제조방법은 이형지 위에 접착성 증진층을 도포하는 단계; 상기 접착성 증진층 위에 에폭시기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지, 경화제를 포함하는 혼합 레진을 도포하는 단계; 및 상기 레진에 함유된 용매를 제거하는 단계를 포함한다.

상기 과정 중 접착성 증진층은 기존 NCF/ACF를 형성하는 방법과 동일하게 코마롤 코팅 방식을 이용할 수 있다. 이에 의할 경우 코팅변수 제어에 따라 원하는 두께를 저가의 공정으로 구현할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 플립칩 접속용 필름을 제조하기 위해 사용되어질 수 있는 경화제로는, 일정한 온도에 이르렀을 때 비로소 활성화가 가능한 잠재성 경화제를 들 수 있다. 이와 같은 잠재성 경화제는 상온에서는 경화를 일으키지 않게 캡슐형태로 쌓여 있으나, 일정 온도 이상에서는 캡슐막이 붕괴되면서 경화반응을 일으키는 것으로서 예를 들면 액상의 이미다졸계 경화제 등이 있으며, 이들 경화제는 고상의 다관능성 에폭시수지와 혼합 솔벤트(예를 들어, 메틸에틸케톤과 톨루엔이 1대1로 혼합된 솔벤트)가 섞여 있는 솔루션의 중량에 대하여 1:3 ~ 1:4까지의 비율로 첨가되어질 수 있다.

상기 다관능성 에폭시와 경화제의 혼합과정에서 필름형성을 용이하게 해주는 열가소성 수지가 더 첨가되어질 수 있다. 첨가되어질 수 있는 열가소성 수지로는 에폭시계 열가소성 수지 등이 있으며, 이들은 전체 필름의 중량 대비 10 ~ 30 중량％ 첨가되어질 수 있다.

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 플립칩 접속용 필름(NCF/ACF)을 이용하여 제조된 비솔더 형 플립칩 접속 구조를 보여주고 있다

상기한 바와 같은 구조의 본 발명에 따른 플립칩 접속구조는 기존의 이관능성 에폭시를 이용해 제조한 NCF/ACF에 비해 고온에서의 안정적인 물질 특성으로 인한 높은 신뢰성을 달성할 수 있다. 또한 다관능성 에폭시 수지를 사용했을 경우 발생할 수 있는 플립칩 접속 후의 초기 접착력 저하 문제는 NCF/ACF 제조 시에 접착력 증강층을 얇게 형성함으로서 해결할 수 있으므로 접착력 증강 및 고온 물성 개선을 통한 고 신뢰성 NCF/ACF 제조가 가능하다.

이하 본 발명의 내용을 비교예 및 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 같이 종래 일반적으로 사용되는 비솔더형 플립칩 접합 구조를 형성하기 위해 테스트 칩은 실리콘 칩에 SiO₂ 패시베이션(passivation)을 수행하고, 그 위에 Al 배선을 1 ㎛ 두께로 증착하였다. 이후 SiN나 폴리이미드 패시베이션을 수행한 후 150 x 150 ㎛ I/O 구조에, 250 ㎛ 피치의 I/O 비아(via)를 형성하였다. 이 I/O 패드 위에 반도체 실리콘 칩의 신호를 전기적 접속시키는 범프를 Au 스터드 범프, Au 전해 도금 범프, 무전해 니켈/금 범프, 구리 스터드 범프 등의 방식으로 형성할 수 있다. 본 발명을 위한 테스트에선 20 ㎛의 높이를 갖는 Au 전해 도금 범프를 사용하였다. 테스트 기판으로는 Ni/Cu 금속 배선을 갖는 FR-4 유기 기판을 사용하였다.

종래 일반적인 플립칩 접속용 필름의 제조

종래 일반적인 NCF/ACF의 구조는 도 2와 같다. NCF는 열경화성 수지(비스페놀 A형 에폭시로서, 도 3에 도시된 바와 같은 고상의 이관능성 에폭시 수지(비스페놀 A의 다이글리시딜 에테르)를 메틸에틸케톤과 톨루엔이 1 대 1로 혼합된 솔벤트에 중량대비 1 대 1로 첨가하여 용액 형태의 열경화성 수지를 얻었다. 필름형성을 용이하게 해주기 위해 열가소성 수지와 상기 이미 제조된 열경화성 수지를 혼합한 후, 액상의 이미다졸계 경화제를 열경화성 수지와 중량대비 1 대 4의 비율로 첨가하여 상온에서 혼합하였다. 이를 코마롤 방식의 코팅 머신을 통해 이형지 위에 45 ㎛의 높이로 도포한 후 레진 형성에 기여했던 메틸에틸케톤과 톨루엔의 혼합 솔벤트를 80 ℃에서 1분간 건조시켰다.

ACF의 경우 에폭시 레진과 경화제 혼합공정 시에 3 ~ 5 ㎛의 지름을 갖는 도전 입자(일본 세끼스이 사의 도전볼)를 전체 필름의 중량 대비 10 중량 ％ 분산시키고 상기 NCF와 같은 방식으로 코팅기계를 통해 필름을 제조하였다. ("종래 NCF/ACF"로 표시한다)

발명에 따른 플립칩 접속용 필름의 제조

본 발명에 따른 NCF/ACF는 상기 종래 일반적인 제조과정에서 열경화성 수지로 비스페놀 A-노볼락형 에폭시와, 크레졸 노볼락 형 에폭시를 사용한 것 이외에는 동일한 과정을 거쳐 필름을 제조하였다. (비스페놀 A-노볼락형 에폭시를 사용한 필름: NCF/ACF 1, 크레졸 노볼락 형 에폭시를 사용한 필름: NCF/ACF 2)

접착성 증진층을 가진 플립칩 접속용 필름의 제조

칩과 NCF/ACF 사이에서의 접착력 증가를 가능하게 해줄 수 있는 레진(비스페놀 A의 다이글리시딜 에테르 화합물)을 코마롤 방식의 코팅기계를 통해 전체 NCF/ACF의 경화 후 열-기계적 물성에는 영향을 거의 미치지 않을 정도의 얇은 두께5 ㎛로 이형지 위에 도포하였다. 다음으로 고온에서 안정적인 물질 특성을 나타내고 조밀한 3차원 망목 형성 구조를 가능케 하는 다관능성 에폭시 수지와 잠재성 경화제(액상의 이미다졸계 경화제)와 필름형성을 용이하게 해주는 열가소성 수지의 혼합과정을 통해 혼합 레진을 형성하고, 접착성 증진층이 도포된 상기 이형지 필름 위에 40 ㎛ 정도의 높이를 갖는 물성 향상층을 도포하여 2층구조의 NCF/ACF를 형성하고 레진을 형성하고 있던 솔벤트(메틸에틸케톤과 톨루엔의 1:1 혼합물)를 80℃에서 건조시켰다. ACF의 경우 혼합 레진 제조 시에 3 ~ 5 ㎛의 도전 입자들을 혼합 레진 속에 분산 시킨 후 NCF와 동일한 공정을 거쳐 제조하였다.

구체적 실험예

도 6은 온도에 따른 NCF/ACF의 치수변화(dimensional change) 값을 나타낸다. 그래프의 기울기는 NCF/ACF의 열팽창계수를 나타낸다. NCF/ACF 1,2의 경우 이 관능성 에폭시 수지를 사용한 종래 NCF/ACF에 비해 유리전이온도 이상의 고온 영역에서 낮은 열팽창계수 값을 보여주었다.

도 7은 온도에 따른 NCF/ACF의 모듈러스 값을 나타낸다. NCF/ACF 1,2의 경우 이관능성 에폭시 수지를 사용한 종래 NCF/ACF에 비해 고온 영역에서 상당히 높은 모듈러스 값을 보여주었다.

도 8은 온도에 따른 손실 탄젠트 값을 나타낸다. 손실 탄젠트 값의 피크 값은 고분자 물질의 유리전이온도를 표현해 준다. 본 발명에 따른 NCF/ACF 1,2의 경우 종래 NCF/ACF 에 비해 유리전이온도가 약 25 ~ 30 ℃ 정도 높아짐을 확인할 수 있었다. 이와 같이 다관능성 에폭시 수지를 사용해서 NCF/ACF의 물성향상을 통한 우수한 고온 안정성을 얻을 수 있었다.

높은 유리전이온도, 낮은 열팽창계수, 고온에서의 높은 모듈러스 등 물성이 향상된 NCF/ACF 을 이용해서 실제 플립칩 구조와 동일한 테스트 칩과 기판을 형성하여 플립칩 접합 후 가속 신뢰성 시험 중 하나인 열 싸이클 시험을 통해 신뢰성을 평가한 결과는 도 9에 나타내었다.

온도 프로파일은 -40 ~ +150 ℃ 이고 구간을 반복해서 1000 싸이클까지 실험을 진행하였고, 최저온도와 최고온도(-40 ℃, +150 ℃)에서 각각 15분간 온도를 유지해주는 조건으로 진행하였다. 도 9에서 그래프의 x축은 플립칩 구조에서 접속 범프 하나의 접속저항(Contact resistance) 값을 나타내고 y축은 각 테스트 범프들의 접속저항 값의 누적분포를 나타낸다. 접속저항 값이 작을수록 안정적인 접속구조를 이룬다. 신뢰성 시험을 거치지 않은 초기의 접속저항 값은 2 ~ 3 mΩ이고 접속 안 정성 기준, 즉 접속 실패는 초기 저항 값의 10배인 30 mΩ으로 책정하였다. 그래프는 1000 싸이클 후에 접속저항 값들의 분포를 보여주며 종래 NCF/ACF가 1000 싸이클 후 전체 테스트 범프들의 약 50％만 접속안정 기준을 통과한 반면 본 발명에 따른 NCF/ACF 1,2의 경우 80 ％ 정도가 접속안정 기준을 통과했으며 이는 가혹한 조건하에서 우수한 신뢰성 달성을 보여주는 결과이다.

도 10에 의하면, 접착성 증진층을 도입한 본 발명의 필름(double layered NCF/ACF 1, NCF/ACF 2)경우 종래 NCF/ACF에서와 동일한 정도의 다이 접착력(die adhesion strength, MPa)를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 플립칩 접속용 비전도성 또는 이방성 전도성 필름에 있어서 전기적 접속을 저하함이 없이 기존 대비 열-기계적 물성의 개선이 가능하며, 특히 유리전이 온도가 높고, 유리전이 온도 이상의 고온 영역에서 낮은 열팽창계수를 가지며, 고온 영역에서도 상당히 높은 모듈러스 값을 가지는 플립칩 접속용 필름을 제공할 수 있다.

또한 물성개선을 위한 무기입자를 사용하지 않으므로 비용의 절감 뿐만 아니라 공정을 최소화하는 것이 가능하다.

Claims (9)

1. 에폭시기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지를 구성하는 상기 에폭시기와 경화제의 반응을 통해 형성된 3차원 망목구조를 가지는 물성개선층을 포함하는 플립칩 접속용 필름
2. 제 1항에 있어서, 필름내에 분산된 도전 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 접속용 필름
3. 제 1항에 있어서, 다관능성 에폭시기는 노볼락형 에폭시 또는 글리시딜 아민형 에폭시인 것을 특징으로 하는 플립칩 접속용 필름
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 물성개선층 위에 접착성 증진층이 더 구비된 플립칩 접속용 필름
5. 제 4항에 있어서, 접착성 증진층은 칩 및 다관능성 에폭시와의 계면접착특성이 좋은 열경화성 폴리머를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 플립칩 접속용 필름
6. 제 1항에 있어서, 물성개선층은 10 ~ 50㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플립칩 접속용 필름
7. 제 4항에 있어서, 접착성 증진층은 1 ~ 10㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플립칩 접속용 필름
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9. 삭제

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